李昂 劉曉羽

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各行各業(yè)都呈上升趨勢，尤其是房地產(chǎn)行業(yè)迅猛發(fā)展，成為我國經(jīng)濟來源的不容忽視的力量，同時也帶動了其他行業(yè)尤其是建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。由于人口的膨脹，尤其是一線二線城市的移民傾向嚴重，低層建筑已不足于滿足人民用房，因此，高層建筑越來越多地成為城市建筑的主角，發(fā)揮著其美觀實用的價值。高層建筑不同于低層建筑，由于層數(shù)的高度，為給排水工程增加了難度。

關鍵詞：高層建筑;給排水工程;設計優(yōu)化措施

1 高層建筑給水排水工程系統(tǒng)優(yōu)化思路

1.1 業(yè)主利益為先導

一個工程項目，最終是為特定對象設計和服務的。作為建筑給水排水的設計人員，我們服務于甲方，服務于業(yè)主，我們有責任和義務為他們提供優(yōu)良的服務。在進行總體設計構思之前，我們都必須與甲方及業(yè)主之間進行相應地溝通，對他們的要求和意圖有一個明晰的了解，對建設規(guī)模、可持續(xù)發(fā)展等方面著手，從而充分地了解整個項目的概況。以便按照他們合理的愿望和要求來決定我們的取舍，在技術要求和服務上都盡量滿足客戶的需求。在開展一個項目的設計過程中，設身處地為甲方著想，認真地聽取其要求和反饋意見是一個設計人員必須秉承的一個工作思想，時刻銘記將業(yè)主的利益放在首位，培養(yǎng)良好的工作意識和服務意識。

1.2 兼顧社會效益

項目社會效益是以國家各項社會政策為基礎，在項目實現(xiàn)后對國家和社會發(fā)展所作貢獻和產(chǎn)生的影響。通常，對一個項目社會效益的評估主要包括其對社會環(huán)境、自然資源、自然與生態(tài)環(huán)境、社會經(jīng)濟影響指標，以及其與社會互相的適應性等領域。對于一個或一些建筑物而言，其社會效益就是能夠帶動一個區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展，主要體現(xiàn)在其對環(huán)保、資源配置與利用、對美化城市和凸顯城市特色等方面的貢獻。而對大多數(shù)建筑項目來說，節(jié)能設計是為能為社會提供更大的社會效益。

2 高層建筑給水排水工程的設計要求

高層建筑是指超過一定層數(shù)和高度的建筑。在我國，超過10層的住宅建筑或者高度超過24米的其他民用建筑都屬于高層建筑。高層建筑的主要特點是高度高，層數(shù)多，用水需求量多，排水量大，所以對建筑給水排水工程的設計、材料、施工等方面的要求也很高。高層建筑給水排水工程的主要特點有：

2.1 高層建筑的供水系統(tǒng)的靜水壓力大。在給水排水設計時，應該合理豎向分區(qū)，降低靜水壓力，避免管理和配件在高壓下被破壞，確保供水系統(tǒng)的安全有效運行。

2.2 高層建筑的排水量大，管道長且管內(nèi)的水流壓力波動大。在高層建筑的給水排水設計時，應選擇新型的單立管系統(tǒng)作為主要排水系統(tǒng)，同時要求使用高強度的管道和柔性接口，以穩(wěn)定管道內(nèi)部壓力，提高建筑物的排水能力。

2.3 高層建筑使用給水排水設備的居民數(shù)量多，導致瞬間的給水量與排水量很大，因此高層建筑的給水排水設計必須科學合理，以滿足居民供水充足安全與排水順暢的日常生活需求，降低供水不足或排水管堵塞的發(fā)生概率。

3 高層建筑給水排水設計優(yōu)化

3.1 排水管網(wǎng)的優(yōu)化方法

排水管網(wǎng)的優(yōu)化設計，目前主要有直接優(yōu)化法和間接優(yōu)化法（又叫解析優(yōu)化法）。直接優(yōu)化方法就是依據(jù)管道各項性能指標的變化，來選擇各項實施方案和可調(diào)參數(shù)，通過計算和比較得到最優(yōu)解，主要有電子表格法和兩相優(yōu)化法?，F(xiàn)在排水管網(wǎng)優(yōu)化設計主要體現(xiàn)在后者，既在最優(yōu)化數(shù)學模型基礎上，先進行最優(yōu)化理論計算從而求出最優(yōu)解。這其中主要就是選擇不同的計算方法，任何計算方法，都是以設計規(guī)范要求、管徑、流速、坡度以及充滿度之間的水力關系為基礎考慮因素。

雖然理論計算和設計比較簡單，但在實際施工過程當中，由于管徑的尺寸不是能夠任意變化和選擇的，而且還要考慮與建筑設施中其他管線的鋪設路勁之間的沖突，對于高層建筑而言，這些都不是能夠根據(jù)實際情況做到很好的改變的。所以高層建筑在施工前，必須考慮到管道最大充滿度與管徑的關系、流速及其變化與管道的關系，各管線的內(nèi)徑、管卡及相應的配件尺寸，嚴格地設計出給排水管道及其他管道路線的間距，盡量建立最優(yōu)化的模型。

3.2 給水管網(wǎng)的優(yōu)化方法

給水管網(wǎng)優(yōu)化的目標，是通過設計規(guī)范要求、流速和管徑的不等式約束條件，來達到管段流量和節(jié)點水壓的費用函數(shù)的最優(yōu)。目前，國內(nèi)外學者對配水管網(wǎng)的優(yōu)化方法進行了大量的分析研究，其優(yōu)化方法主要分為確定性優(yōu)化法和隨機優(yōu)化法，前者包含了一些傳統(tǒng)的枚舉法、線性規(guī)劃法和非線性規(guī)劃法等。而隨機優(yōu)化法則是近幾年才發(fā)展起來的，主要有遺傳算法和模擬退火算法等。

高層建筑的給排水系統(tǒng)設計的給水系統(tǒng)，是通過蓄水池→水泵→水箱→減壓閥→用水點的方式進行供應。此為高層建筑供水較為節(jié)能、節(jié)地、又方便管理的方案。其不僅能解決市政基礎設施跟不上高層建筑發(fā)展速度所帶來的弊端，防止對市政的給水管網(wǎng)產(chǎn)生沖擊;而且能滿足《高層民用建筑設計防火規(guī)范》當中對于消防的前期貯水量要求。同時多幢建筑可合用蓄水池，并將水池設在地下車庫。具有靈活、高效、方便管理及有利銷售的優(yōu)點。且水箱供水是解決高層建筑的給水系統(tǒng)節(jié)能的問題的一項有效途徑。

當沒有自閉閥給水系統(tǒng)時，在給水管頂部設置一些自閉閥門，雖能達到水流控制的目的，但是對氣流的控制卻不能達到很好的效果。這樣在系統(tǒng)斷水時，就會產(chǎn)生大量的空氣聚集在給水管內(nèi)，當系統(tǒng)重新供水時，給水管內(nèi)的氣流就會被水流排擠到給水管的頂部，從而形成一個被壓縮了的空氣聚集區(qū)。此時如果人為地打開自閉閥門的開關時，給水管內(nèi)的氣流由于具有較強的壓力，就會瞬間隨著水流噴射出來，最終可能導致人員傷亡或者損壞設備的嚴重后果。因此，在日常的設計中應該增加一些個體建筑的戶外閥門的控制設置，同時，還應該在設計中添加一些立管底部的給水閥門，在必要的時侯底層人員可以通過直接將給水的總閥關閉，以減少污染物的排放量，這樣這些問題就會在一定程度上得到較大的緩解。

傳統(tǒng)的消防給水方式：水箱水泵聯(lián)合供水，即使在市政停水的狀況下，水箱里的儲水有能夠維持人們在幾個小時內(nèi)的正常生活所需。但是該方式的缺點就是，水箱造成了水的二次污染。我認為可以在傳統(tǒng)給水方式的基礎上增加消毒設施即可解決此問題：既在水泵出水管上安裝紫外線消毒器，高效殺毒滅菌，又能安全、可靠地提供生活用水水質(zhì)、水量、水壓。生活污水和雨水分流排放，而收集的污廢水，單獨處理后再排放。在實際鋪設的管道過程中，通常將設備房建設在不規(guī)則的地段，以及地下室不規(guī)則，不影響地下室使用功能之處，以以保證地下車庫設施以及使用功能。在方案設計時，各管道之間以及管道與墻體之間都要相隔一定的規(guī)范要求距離。為了平衡管內(nèi)氣壓，還需要設置通氣管使排水系統(tǒng)與大氣相通。

4 結束語

建筑業(yè)的高速發(fā)展為給排水提出了更高的要求，因此就需要進行不斷的技術革新，滿足其設計和施工要求，為建筑整體的合理布置和生活條件的便利提供有力的條件，切實保證其使用的安全性和經(jīng)濟性，提高工程的建設品質(zhì)。

參考文獻

[1]彭金華，王健.塘下涌排澇工程優(yōu)化設計[J].中國農(nóng)村水利水電，2011年07期.

[2]易宏志.高層商住樓結構設計中的優(yōu)化措施分析探討[J].中外建筑，2010年06期.

[3]何英.高層建筑給水排水設計方案分析[J].科技創(chuàng)新導報，2012，（18）：36.